Las lombrices que refuerzan su dieta con bacterias contribuyen a la descomposición de restos plásticos en suelos

Un equipo de investigación perteneciente al Grupo de Microbiología de la Universidad de Almería, en colaboración con la Universidad Miguel Hernández, ha comprobado que las lombrices de tierra alimentadas con microorganismos que degradan plástico tienen una tasa de supervivencia mayor en entornos contaminados y contribuyen a regenerar este tipo de suelos.

Para ello, proponen el fortalecimiento de la microbiota de estos gusanos mediante la incorporación de microorganismos (hongos y bacterias) a su dieta capaces de “romper” la estructura de este contaminante. Así, se elabora una herramienta biológica, compuesta por lombrices y microorganismos, capaz de contribuir a la degradación de microplásticos que afectan a los ecosistemas agrícolas. 

Lumbricus terrestris, lombrices empleadas en este estudio.

Los resultados de este estudio, titulado ‘Enhancing earthworm (Lumbricus terrestris) tolerance to plastic contamination through gut microbiome fortification with plastic-degrading microorganisms’ y publicado en Journal of Hazardous Materials, demuestran que los plásticos se reducen y deterioran porque disminuyen su tamaño y su peso, y al mismo tiempo las lombrices resisten más en estos suelos. 

En concreto, han analizado en ensayos in vivo cómo influye en las lombrices de tierra la ingesta de determinadas bacterias responsables de sintetizar y reducir los plásticos. Además, han comprobado si su consumo repercute en la eliminación de estos contaminantes en diferentes tipos de terrenos, especialmente agrícolas. 

Dieta reforzada con bacterias

Para obtener estas conclusiones, primero seleccionaron lombrices de tierra localizadas en suelos contaminados por microplásticos para estudiar la composición de su microbiota intestinal. 

Analizaron e identificaron la cantidad y tipología diversa de hongos y bacterias que contenían para aislar aquellas con potencial para la degradación de plásticos. “Si queremos conocer cómo sobreviven las lombrices a los plásticos, tendremos que aislarlas de su entorno y estudiar su composición”, explica a la Fundación Descubre Macarena M. Jurado, investigadora de la Universidad de Almería y autora del estudio.

En el laboratorio se recrearon un mesocosmos, es decir, un espacio experimental controlado formado por en este caso por suelos contaminados por plásticos para evaluar el comportamiento y adaptación del tracto digestivo de las lombrices nuevas a estos espacios.

Estas lombrices, todas adultas y con un peso estimado de entre 5 y 10 gramos, se incubaron durante 90 días a 20 ºC en completa oscuridad. Una vez finalizado este tiempo, extrajeron el contenido de sus intestinos para estudiar su microbiota y cuantificar la presencia de bacterias y hongos generales y con capacidades específicas, susceptibles de utilizarse como probióticos Estos productos se componen de microorganismos beneficiosos, principalmente bacterias, que viven en el tracto intestinal y, en este caso concreto, de las lombrices. Los probióticos del estudio demostraron poder mejorar la tolerancia de las lombrices de tierra al plástico, ayudando a la descomposición de estos materiales que contaminan el ambiente.

Tras analizar todas las cepas bacterianas encontradas, las dos seleccionadas como probióticos fueron Pseudomonas putida y Pseudomonas alkylphenolica. Para evaluar su efectividad y compararlas con el grupo control, que no incluyó los probióticos en su dieta, el equipo de investigación concentró la biomasa. “Después, y con la finalidad de que las lombrices las ingirieran, rociamos este cóctel microbiano sobre hojas frescas de morera blanca, alimento principal de las lombrices”, aclara Jurado.

En paralelo, recrearon en el laboratorio suelos contaminados por plásticos con la finalidad de evaluar el comportamiento y adaptación del tracto digestivo de las lombrices nuevas a estos espacios, comparándolos siempre con un grupo control, donde ni el suelo ni los gusanos estaban en contacto con residuos de este tipo.

Plásticos de uso agrícola

Durante el estudio, el equipo de investigación probó cómo interactuaban las lombrices con cuatro tipos de plásticos de uso agroalimentario. Utilizaron PET (tereftalato de polietileno), empleado habitualmente en el envasado de productos; LDPE (polietileno de baja densidad), con el que se fabrican cubos de compostaje y sistemas de riego; LLDPE (polietileno lineal de baja densidad), presente en tuberías y mangueras de agua; y PS (poliestireno), usado como aislante en cultivos por sus propiedades térmicas.

De esta forma, simularon a pequeña escala y de forma controlada los posibles suelos contaminados por plásticos a los que se exponen las lombrices. “Creamos un mesocosmos, un espacio experimental controlado para conocer cómo afecta a las lombrices “fortificadas” con probióticos la ingestión de materiales plásticos, como los restos de láminas plásticas que se emplean para mejorar la productividad de los cultivos”, detalla Jurado.

El equipo de investigación probó cómo interactuaban las lombrices con cuatro tipos de plásticos de uso agroalimentario.

Tras estos ensayos, comprobaron que las lombrices de tierra alimentadas con una dieta específicamente reforzada con estas dos bacterias concretas (Pseudomonas putida y Pseudomonas alkylphenolica), reducen los plásticos que permanecen en el suelo tras los periodos de cultivo.

El equipo de investigación, que continúa trabajando en las últimas fases del proyecto en el que se basa este estudio, concluye que las lombrices de tierra, consideradas un indicador del bienestar de los suelos, constituyen una fuente útil en tareas de biorremediación, es decir, en la recuperación de ambientes contaminados con plásticos. “El empleo de estos mismos microorganismos especializados y aplicados como probióticos refuerzan el bienestar de las lombrices ante la presencia de contaminantes plásticos gracias a la mejora de la funcionalidad de su microbioma”, apunta la investigadora de la Universidad de Almería.

Este estudio forma parte del proyecto RECOVER, dedicado a resolver los problemas generados por los desechos de plásticos de envases y agrícolas mediante el empleo de herramientas biotecnológicas y ha sido financiado por el programa ‘Horizonte 2020’ de la Unión Europea (proyecto 887648-RECOVER), el Consorcio de Industrias de Base Biológica y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional bajo el proyecto ‘A way of making Europe’.

Reportaje sobre esta nota de prensa: Lombrices ‘vitaminadas’ para eliminar plásticos en suelos agrícolas

Referencias

Víctor Carpena-Istan, Macarena M. Jurado, María J. Estrella González, Jesús Salinas, María R. Martínez Gallardo, Ana J. Toribio, Juan A. López González, Francisca Suarez Estrella, José A. Sáez, Raúl Moral, María J. López: ‘Enhancing earthworm (Lumbricus terrestris) tolerance to plastic contamination through gut microbiome fortification with plastic-degrading microorganisms’. Journal of Hazardous Materials. Febrero de 2024. 

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